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SPECT/CT图像融合显像的临床应用
李玲玲1 丁献敏2
1 河南省鹤壁职业技术学院 河南省鹤壁市 458030 2 河南省肿瘤医院 河南省郑州市 450000
【摘 要】核医学成像是医学影像成像技术之一,随着计算机数字化时代的发展,出现了把多种医学影像成像技术结合的SPECT/CT 图像融合技术.该技术的发展提高了疾病的定位、定性的准确度,越来越受到影像学科和临床学科的重视.
【关键词】核医学；SPECT/CT；图像融合
影像核医学的显著特点是反映组织脏器的血流、活性、功能及代谢方面的变化,有利于疾病的早期诊断.随着计算机数字技术的发展,SPECT/CT 断层融合图像的出现,可将CT 解剖关系清楚、准确定位的优势与SPECT 反映局部血流及代谢功能的显像优势完美的结合起来,直观显示病灶的大小、形态、毗邻等解剖结构及其对放射性核素摄取的程度,解决了长期以来核医学显像定位不准确、图像模糊等问题,同时提高了诊断效率,因而临床应用越来越广泛.
1 SPECT/CT 图像融合技术背景
医学图像融合技术起步于90 年代,是目前医学影像学发展的趋势, 也是医学影像领域的前沿.早在1991 年,Hasegawa 等就提出了同机图像融合设备的构想.1999 年,美国通用电器公司(GE)推出了全球第一台医用同机图像融合设Hawkeye,它是将X-CT 球管、探测器及放射性核素探头装在同一旋转机架上,使得一次检查就可同时获得CT、SPECT 及SPECT/CT 断层融合图像,由于采用X 线球管剂量较低．图像质量较差.但是为疾病的诊断和SPECT/CT 技术的临床推进发挥了重要作用.这一台具有划时代意义的设备出现以后,使图像融合技术发生了根本性的变化,对医学影像产生了革命性的影响[1].2004 年, 具有独立诊断功能的Symbia SPECT/CT 由德国西门子公司推出.2005 年, 飞利浦公司推出了SPECT ／高分辨率螺旋CT “precedence”,极大地提高了SPECT ／ CT 定位、定性的准确率.因而广泛应用于医学临床领域[2].
2 SPECT/CT 图像融合显像技术
2.1 图像融合的概念
图像融合是由多源图像传感器采集到关于同一目标的图像,然后经过一定的图像处理 , 提取各自有用的信息, 最后综合成同一图像,综合的整体信息大于各部分信息之和.也就是从某种程度上来说, 融合后的图像比组成它的各个子图像包含更多的有用信息,更具有优越性, 这就是图像信息的融合.
2.2 SPECT/CT 图像融合显像的定义
依据美国核医学会指南的定义,SPECT/CT 图像融合是指高端SPECT 和多排螺旋CT 融合成的一体化设备,即单光子发射型计算机断层显像仪/X 线计算机断层扫描仪,不仅提供SPECT 图像功能信息,而且提供诊断CT 图像的解剖信息.诊断用的CT 带来的丰富的解剖学信息,使SPECT 显像诊断的特异度和灵敏度大幅度地提高了,SPECT 和CT 组合在一起,精确的配准和同机融合的诊断效果远大于单独的SPECT 或单独的CT,同时也大于单独SPECT 与单独CT 联合诊断的效果,从而提高了疾病诊断的准确度,改变了核医学“不清晰、不准确”的历史,因而,在临床上和影像学科都越来越受到重视.
2.3 SPECT/CT 图像融合显像的基本原理
该设备一般由核医学部分、CT 部分、后处理部分和检查床等组成.核医学部分的主要部件是探头,它主要由晶体、准直器和光电倍增管组成,主要用于图像的采集、光电转换和处理.其探测原理为：注入到人体内的放射性药物产生的射线,发射到晶体上,晶体原子激发,使其退激回到基态,从而发出荧光.光电倍增管接受这些荧光后,将其转换为电信号,再由定位电路确定入射光子的位置.最后经放大、处理记录成数据.检查时,在保持检查床位置不变的情况下,设备系统从一个探测器转换到另一个探测器,进行双模式图像采集,这样就保证了采集的CT 与放射性核素扫描两种图像数据是在相同的扫描几何学下进行的,并且保证了两次数据采集之间的延迟时间最短,数据采集完成后利用专用软件进行图像格式的转换、定位、配准、重合表达等一系列重建,然后利用SPECT 专用的图像匹配软件对图像进行融合输出[3].
2.4 SPECT/CT 图像融合显像的特点
SPECT/CT不是两个仪器简单的叠加,它是将功能影像和解剖显像有效的结合起来,更好的诊断疾病和病理生理状况.SPECT ／ CT 主要特点是：
（1）可单独使用SPECT 或CT,也可联合两者使用,在图像显示上,既可独立显示SPECT 或CT 图像又可显示两者的融合图像.
（2）同机图像融合检查,无须病人移动,设备系统可自动从一个探测器转换到另一个探测器,完成扫描CT 及SPECT 数据的采集,这样就避免了因病人变动体位而导致的功能图像与解剖图像的错位融合,保证了两种图像使用相同的几何学扫描,从而减少了误差,提高了图像的质量.
（3）目前SPECT/CT 设备大多配备有诊断级螺旋CT,如高分辨率螺旋CT 的解剖分辨率达0.5mm,则可与单机型CT 相媲美, 确定病灶内部的精细解剖结构, 弥补了以往定位CT 的不足, 可提高定位定性诊断的准确性和对微小病灶的检出率.
（4）数据采集经过专用图像处理软件处理重建,可以同时获得矢状位、冠状位、横断位和三维立体图像,从不同的切面、角度观察病灶,尤其对于重叠的小病灶和结构复杂的组织器官具有较大的临床意义.
（5）与一般CT 相比,患者缩短了检查时间减少了接受的辐射剂量.
3 SPECT/CT 图像融合显像存在的问题
SPECT/CT 图像融合显像虽然具有以往影像学显像不可比拟的优势,但是也存在一定的缺点.首先,采集图像时间相对较长.部分病人尤其是急危重症患者不能保证长时间保持一个体位；其次,还未实现实时融合.采集图像一般先行CT 检查再行SPECT 检查,CT 扫描时间很短,而SPECT 的扫描时间长,不可避免包括呼吸、心跳、胃肠道蠕动等造成图像融合的时间差和空间差；再次,部分SPECT/CT 设备配置的定位CT 为非诊断级CT,密度分辨率较低,对一些微细结构、腹部软组织结构和淋巴结等组织器官的内部结构显示欠清晰[4].
4 SPECT/CT 图像融合技术的展望
医学影像设备发展至今,功能图像和解剖图像结合的医学图像融合技术已成为发展的必然趋势, 而图像融合技术的潜力在于综合应用处理这些成像设备所得的信息以获取新的更有助于临床诊断的信息.它作为提升临床现代化诊疗水平的有力依据, 在肿瘤的精准定位、癌症的早期诊断和治疗中发挥着非常重要的作用,使创伤性小、实施风险低的化疗、手术方案等成为可能.相信 , 随着研究的不断深入和应用领域范围的不断扩大,多模态医学图像融合技术将会在融合速度、精确度、稳定性等方面日趋完善 , 对人类的健康发挥更加重要的作用.
参考文献
[1] 王静云, 李绍林. 图像融合技术的新进展[J]. 第四军医大学学报,2004,25(20).
[ 2 ] S c h i l l a c i O . F u n c t i o n a l i m a g ef u s i o n i n n e u r o e n d o c r i n et u m o r s . C a n c e r B i o t h e rRadiopharm.2004:19:129-134.
[ 3 ] O ´ C o n n o r M K , K e m p B J . S i n g l e -photon emission computed tomography/computed tomography:basici n s t r u m e n t a t i o n a n dinnovations[J].Semin Nucl Med,2006,36(04):258-266.
[4] 赵周社. 分子影像学进展、发展的机遇和挑战[J]. 世界医疗器械杂志,2009,15(02):47-49.
图像融合论文范文结:
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1、融合教育论文